Реакторные трековые мембраны. Получение, структура и свойства

• Автор: Косарев, Станислав Александрович
• Шифр специальности: 01.04.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Обнинск
• Количество страниц: 143 с. : ил.

Введение
Глава I. Способы получения трековых мембран современные представления о формировании и структуре латентных треков тяжелых ионов
1.1 Способы производства ТМ, и сравнительный анализ основных характеристик получаемых разными способами мембран

1.1.1. Сравнительный анализ способов производства ТМ

1.1.2. Структурно-селективные свойства ТМ

1.1.3. Эксплуатационные свойства

1.2 Современные представления о формировании и структуре латентных треков тяжелых ионов

1.2.1. Формирование первичного трека

1.2.2. Механизмы формирования латентных треков в веществе

1.2.3. Общие представления о структуре латентных треков в полимерах

Глава 2. Объекты и методы экспериментальных исследований

Глава 3. Получение трековых мембран реакторным способом.
3.1. Экспериментальное и расчетное исследование пробегов осколков деления и235 вПЭТФ
3.1.1. Экспериментальное исследование распределений осколков деления по толщине пленки
3.1.2. Расчет пробегов осколков деления в ПЭТФ с учетом реальных условий облучения
3.2.Латентные треки осколков деления в ПЭТФ
3.2.1 Деструктирующая способность осколков деления
3.2.2 Исследование размеров латентных треков осколков деления в ПЭТФ
3.2.3 Распределение пор в реакторных трековых мембранах по размерам
3.3.Физико-химическая обработка облученных пленок
3.3.1. Изучение скорости химического травления пленок, облученных
осколками деления и ускоренными ионами

^ 3.3.2. Исследование процесса сенсибилизации треков осколков
деления
3.3.2.1.Влияние сопутствующего излучения (п, у, (5), температуры на сенсибилизацию треков осколков деления
3.3.2.2.Влияние ультрафиолетового света на скорость химического травления латентных треков осколков деления
Глава 4. Основные свойства и характеристики реакторных трековых * мембран
4.1 Особенности пористой структуры реакторных трековых мембран
4.2 Расчетное и экспериментальное исследования пористой структуры реакторных трековых мембран
4.2.1 Расчетная оценка количества пересекающихся пор в трековой мембране
4.2.2 Экспериментальное определение перекрывающихся пор
4.3 Радиационно-гигиенические свойства реакторных трековых мембран..
4.3.1 Состав остаточной активности облученной пленки
4.3.2 Временная зависимость полной активности
4.3.3 Выход активности при травлении
4.3.4 Оценка условий радиационной безопасности реакторных трековых мембран в соответствии с НРБ-
4.4 Производительность реакторных трековых мембран
4.4.1 Описание течения газа через цилиндрическую пору
Ф 4.4.2 Производительность реакторных трековых мембран по
воздуху
4.4.3 Производительность реакторных трековых мембран по воде
4.5 Селективные свойства реакторных трековых мембран
4.6 Прочностные характеристики реакторных трековых мембран
Глава 5. Обсуждение экспериментальных результатов
Заключение
ц Список литературы

Введение
Актуальность проблемы. В настоящее время в большинстве процессов разделения жидких и газообразных сред широко используется мембранная технология и, следовательно, большое практическое значение имеет разработка методов получения новых мембран, обладающих различными свойствами. После обнаружения в диэлектриках (в том числе и в полимерах), облученных осколками деления урана (при травлении их в соответствующих реагентах), образования сквозных узких каналов, возникла идея использования этого явления для получения нового типа мембран, получивших позднее название трековых мембран. Первоначально эта идея была реализована фирмой «ИиДероге Со.». Трековые мембраны получали на основе поликарбонатных полимерных пленок, облученных осколками деления урана-235.
В 1972 г. в ОИЯИ (г. Дубна) под руководством академика Т.Н. Флерова были начаты работы по созданию способа получения трековых мембран, основанного на использовании ускоренных тяжелых ионов. Были разработаны методы по получению трековых мембран на основе полиэти-лентерефталата (ПЭТФ) с пористой структурой, сопоставимой с трековыми мембранами, получаемыми с использованием осколков деления. В результате, к 1974 г. было реализовано два способа получения трековых мембран. В первом способе облучение полимерной пленки осуществляется осколками деления урана-235, во втором способе - многозарядные ионы ускорителя. В литературе существует достаточно большой объем данных по ускорительным трековым мембранам (способы получения, структурные и эксплуатационные свойства) и практически полностью отсутствует информация по реакторному способу и эксплуатационным характеристикам реакторных трековых мембран.
В конце 80-х годов на базе ГНЦ РФ-ФЭИ (г. Обнинск), начаты исследования по разработке технологии реакторного способа получения треко-
интегральная нелинейность — 0,1%, в диапазоне энергий от 122 кэВ до 1333 кэВ (требование ГОСТа - 0,3%).
нестабильность градуировочной характеристики - 0,06%
(требование ГОСТа - не более 0,1%).
погрешность эффективности регистрации для точечной геометрии - около 3% (требование ГОСТа - не более 10%). погрешность определения активности - не более 25-30% (требование ГОСТа - не более 50%).
2,3.2. Метод атомно-силовой микроскопии.
Метод основан на контактном сканировании поверхности
исследуемых образцов. Трехмерные изображения исследуемой
поверхности можно получить, используя три различных режима:
контактный, боковых сил и резонансный модуляционный. Для
регистрации изображений используют кремниевый кантилевер
(резонансный модуляционный режим) длиной 90 мкм, резонансной
частотой 310-410 КГц и радиусом кривизны острия 100 ангстрем и кантилевер 81зЫ4 (контактный режим и режим боковых сил) длиной 85 мкм, резонансной частотой 120 КГц и радиусом кривизны острия 500 ангстрем [81]. В первом случае, зонд кантиливера представляет собой конус с углом менее 20°, высотой 7 мкм с радиусом кривизны менее 100 ангстрем. Во втором - четырехгранная пирамида, высотой 3 мкм, радиус кривизны — 500 ангстрем. Из трехмерного изображения поверхности можно определить геометрические размеры треков или пор после травления.
2.4. Методы физико-химической обработки облученной пленки.
2.4.1. УФ-сенсибилизация.